溴化锂类低共熔溶剂对羊毛的溶解及机制分析

摘要

利用溴化锂（LiBr）类低共熔溶剂（DES）中锂-溴离子协同配位机制定向解构羊毛内部复杂的氢键网络，以溴化锂和有机醇设计合成6种不同的低共熔溶剂体系。通过考察溶剂种类、还原剂β-巯基乙醇（β-ME）用量（还原剂与羊毛的质量比，%）、温度、固液比（羊毛质量（g）与溶剂体积（mL）之比）对羊毛再生角蛋白提取率和重均分子量的影响，找到适合羊毛高效溶解的DES体系。通过Kamlet-Taft溶剂化显色参数测定实验结合量子化学理论模拟计算分析溴化锂类低共熔溶剂体系内部的弱相互作用力对羊毛的溶解机制。结果表明，LiBr-乙二醇（EG）体系能在最大程度上保持羊毛角蛋白内部结构的完整性，打破羊毛内部的氢键网络，实现羊毛的弱损解构。在n(LiBr)∶n(EG)=1:4、β-ME用量为6%、温度为85℃、固液比1∶20、溶解时间为0.5 h的最优条件下，羊毛再生角蛋白提取率为58.58%，重均分子量集中在4.50×10～4～6.62×10～4。

关键词

金属盐 / 分子模拟 / 废物处理 / 蛋白质 / 低共熔溶剂

基金资助

国家自然科学基金（52303067）; 浙江省自然科学基金（LTGS24 E030002）; 绍兴文理学院开放基金（QJRZ2203）